CN112771456A - 一种数字信号的调制方法及装置、开关电源控制方法及开关电源 - Google Patents

一种数字信号的调制方法及装置、开关电源控制方法及开关电源 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种数字信号的调制方法，包括：根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值；根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值；根据所述比较器的调制值和所述计数器的初始值，生成周期性的PWM信号，根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。本申请在不增加硬件成本的前提下，通过对每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制，提高每个周期的PWM信号的占空比精度，以输出更高精度的PWM信号。

Description

一种数字信号的调制方法及装置、开关电源控制方法及开关 电源
技术领域
本申请涉及数字编码技术领域，特别涉及一种数字信号的调制方法及装置、开关电源控制方法及开关电源。
背景技术
随着碳化硅(SiC)器件和氮化镓(GaN)器件的制造工艺日趋成熟，越来越多的开关电源采用SiC开关管或GaN开关管来设计。SiC开关管或GaN开关管的开关特性较好，可以实现数百KHz(千赫兹)的开关频率，其中GaN开关管的开关频率甚至可以达到更高。更高的开关频率可以显著减小开关电源中的电感电容变压器的体积，是提升整机功率密度的关键。
针对开关电源的不同应用场景，在小功率应用场景，可以采用模拟芯片生成模拟PWM信号来控制开关电源的工作，在中大功率应用场景，可以采用可编程控制器生成数字PWM信号来控制开关电源的工作。其中，模拟PWM信号为连续变化的信号，一旦校准，不存在精度问题。而数字PWM信号是通过离散值来模拟连续变化的信号，常用的数字PWM发生器的时钟不超过200MHz，因此在开关频率较高时，离散值太高，会影响数字PWM信号的精度。
如图1所示，数字PWM发生器通过设定计数器(Counter)的值和比较器(Compare)的值来生成对应的PWM信号，根据比较器的值和计数器的值的比值可得到PWM信号的占空比。对该PWM信号的调制方式可分为脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)和脉冲频率调制(Pulse frequency modulation，PFM)两种。其中，在脉冲宽度调制下，可以通过修改比较器的值来改变脉冲宽度，以改变占空比，在脉冲频率调制下，可以通过修改计数器的值或同时修改计数器的值和比较器的值来改变脉冲频率，以改变占空比。但是脉冲频率调制通常会造成脉冲频率在一个较宽的范围抖动，对于一般的开关电源，其不太可能在一个很宽的频率范围下工作，因此脉冲频率调制的实际可调的占空比范围不大，适用范围也相对较小，例如通常在LLC谐振电路中使用。
采用脉冲宽度调制对PWM信号进行调制时，现有的单片机可配置PWM信号输出为抖动(Dither)模式，通过使比较器的值在一定范围内抖动，实现平均占空比精度的提高。如图2所示，假设该PWM信号的计数器的值为10，通过设定比较器的值在4个周期内有规律的选择4和5之间抖动，可以实现平均占空比为4.25/10、4.5/10、4.75/10的PWM信号。一般单片机最多可配置4bit的抖动。抖动模式的缺陷是需要时间换精度，根据抖动值与时间的指数关系，例如，如果提升2bit的抖动值，在实现4.75/10的占空比精度时，需要4个周期才能实现，如果提升4bit的抖动值，在实现4.75/10的占空比时，则需要16个周期才能实现。对于需要更高精度的场合，采用4bit的抖动模式，大大降低了输出的响应速度，同时，抖动模式还会增大输出的滤波难度，并且其输出的PWM信号的占空比只是平均值的精度更高，而每个周期的占空比精度仍然较低。PWM信号的占空比的抖动，会造成输出电压电流的抖动，容易造成开关电源的开关频率低于振荡纹波频率。
基于上述缺陷，可通过选用更高主频和性能的单片机，但是其频率和性能也仅比普通单片机高2-3倍，带来的提升有限，但成本会相对增加很多，且发热量较大。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种数字信号的调制方法及装置、开关电源控制方法及开关电源，在不增加硬件成本的前提下，通过对每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制，提高每个周期的PWM信号的占空比精度，以输出更高精度的PWM信号。
为达到上述目的，本申请的第一方面提供一种数字信号的调制方法，包括：
根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值；
根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值；
根据所述比较器的调制值和所述计数器的初始值生成周期性的PWM信号；
根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
由上，通过本方法，首先采用PWM技术，根据比较器的调制值和计数器的初始值生成周期性的PWM信号，然后采用PFM技术，根据修正值对每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制，通过适当改变频率的方法提高每个周期的PWM信号的占空比精度，在不增加硬件成本的前提下，实现更高精度的PWM信号。
根据第一方面，在该数字信号的调制方法的第一种可能的实现方式中，所述根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值包括：
根据所述目标占空比和所述计数器的初始值，计算得到比较器的精确值，对所述比较器的精确值取整得到所述比较器的调制值。
由上，根据目标占空比和计数器的初始值，进行乘法计算即可得到比较器的精确值，该比较器的精确值具有小数位时，进行取整得到比较器的调制值。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，在该数字信号的调制方法的第二种可能的实现方式中，所述根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值包括：
所述PWM信号的占空比小于0.5时，根据所述比较器的调制值与所述比较器的精确值的差值、所述比较器的调制值和所述计数器的初始值，计算得到第一精度值，对所述第一精度值取整得到第一修正值。
由上，根据PWM信号的占空比是否小于0.5，选择对应的计算方式计算出修正值，其中，所述PWM信号的占空比小于0.5时，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、比较器的调制值和计数器的初始值，计算得到第一精度值，该第一精度值具有小数位时，进行取整得到第一修正值，利用该第一修正值对计数器的初始值进行调制，以实现对生成的每个周期的PWM信号的频率调制，从而进一步提高每个周期的PWM信号的占空比精度。
根据第一方面的第二种可能的实现方式，在该数字信号调制方法的第三种可能的实现方式中，所述根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行调制。
由上，脉冲频率调制包括高电平定长的脉冲频率调制和低电平定长的脉冲频率调制，其中高电平定长的脉冲频率调制是指高电平脉宽不变，仅调制计数器的初始值，低电平定长的脉冲频率调制是指低电平脉宽不变，需要同时调制比较器的调制值和计数器的初始值。本方法中，当生成的PWM信号的占空比小于0.5时，可选择采用高电平定长的脉冲频率调制，对计数器的初始值进行调制，从而提高最终输出的PWM信号的占空比精度。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在该数字信号的调制方法的第四种可能的实现方式中，
对所述比较器的精确值向下取整时，根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行减法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行加法调制。
由上，当生成的PWM信号的占空比小于0.5时，选择高电平定长的脉冲频率调制，即需要根据第一修正值对计数器的初始值进行调制，此时调制方向与取整方向相同，若比较器的精确值向下取整，即比较器的调制值小于比较器的精确值，若想要进一步提高占空比精度值，也需要对计数器的初始值进行减法调制，调制量为计算得出的第一修正值，同理，若比较器的精确值向上取整，即比较器的调制值大于比较器的精确值，若想要进一步提高占空比精度值，也需要对计数器的初始值进行加法调制。
根据第一方面的第二种可能的实现方式，在该数字信号的调制方法的第五种可能的实现方式中，还包括：
所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、所述比较器的调制值与所述计数器的初始值的差值和所述计数器的初始值，计算得到第二精度值，对所述第二精度值取整得到第二修正值。
由上，所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、比较器的调制值与计数器的初始值的差值和计数器的初始值，计算得到第二精度值，该第二精度值具有小数位时，进行取整得到第二修正值。利用该第二修正值对计数器的初始值及比较器的调制值进行调制，以实现对生成的每个周期的PWM信号的频率调制，从而进一步提高每个周期的PWM信号的占空比精度。
根据第一方面的第五种可能的实现方式，在该数字信号的调制方法的第六种可能的实现方式中，所述根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行调制。
由上，脉冲频率调制包括高电平定长的脉冲频率调制和低电平定长的脉冲频率调制，其中高电平定长的脉冲频率调制是指高电平脉宽不变，仅调制计数器的初始值，低电平定长的脉冲频率调制是指低电平脉宽不变，需要同时调制比较器的调制值和计数器的初始值。本方法中，当生成的PWM信号的占空比大于等于0.5时，可选择采用低电平定长的脉冲频率调制，对比较器的调制值和计数器的初始值进行调制，从而提高最终输出的PWM信号的占空比精度。
根据第一方面的第六种可能的实现方式，在该数字信号的调制方法的第七种可能的实现方式中，
对所述比较器的精确值向下取整时，则根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行加法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，则根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行减法调制。
由上，当生成的PWM信号的占空比大于等于0.5时，选择低电平定长的脉冲频率调制，即需要根据第二修正值对比较器的调制值和计数器的初始值进行调制，此时调制方向与取整方向相反，即比较器的精确值向下取整时，则对计数器的初始值和比较器的调制值进行加法调制，反之，比较器的精确值向上取整时，则对计数器的初始值和比较器的调制值进行减法调制，从而提高每个周期的PWM信号的占空比精度。
根据第一方面的第四种可能或第七种可能的实现方式，在该数字信号的调制方法的第八种可能的实现方式中，所述取整包括：
取最接近的整数值的方式进行所述取整。
由上，对比较器的精确值、第一精度值和第二精度值取整时，可采用四舍五入的方法取最接近的整数值，从而调制得到最接近目标占空比的PWM信号。
为达到上述目的，本申请的第二方面提供一种数字信号的调制装置，包括：
计算单元，用于根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值；根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值；
脉冲宽度调制单元，用于根据所述比较器的调制值和所述计数器的初始值生成周期性的PWM信号；
脉冲频率调制单元，用于根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
根据第二方面，在该数字信号的调制装置的第一种可能的实现方式中，所述根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值包括：
根据所述目标占空比和所述计数器的初始值，计算得到比较器的精确值，对所述比较器的精确值取整得到所述比较器的调制值。
根据第二方面的第一种可能的实现方式，在该数字信号的调制装置的第二种可能的实现方式中，所述根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值包括：
所述PWM信号的占空比小于0.5时，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、比较器的调制值和计数器的初始值，计算得到第一精度值，对所述第一精度值取整得到所述第一修正值。
根据第二方面的第二种可能的实现方式，在该数字信号的调制装置的第三种可能的实现方式中，根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行调制。
根据第二方面的第三种可能的实现方式，在该数字信号的调制装置的第四种可能的实现方式中，
对所述比较器的精确值向下取整时，根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行减法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行加法调制。
根据第二方面的第二种可能的实现方式，在该数字信号的调制装置的第五种可能的实现方式中，还包括：
所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，根据所述比较器的调制值与所述比较器的精确值的差值、所述比较器的调制值与所述计数器的初始值的差值和所述计数器的初始值，计算得到第二精度值，对所述第二精度值取整得到第二修正值。
根据第二方面的第五种可能的实现方式，在该数字信号的调制装置的第六种可能的实现方式中，根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行调制。
根据第二方面的第六种可能的实现方式，在该数字信号的调制装置的第七种可能的实现方式中，
对所述比较器的精确值向下取整时，则根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行加法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，则根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行减法调制。
根据第二方面的第四种可能或第七种可能的实现方式，在该数字信号的调制装置的第七种可能的实现方式中，所述取整包括：
取最接近的整数值的方式进行所述取整。
为达到上述目的，本申请的第三方面提供一种开关电源控制方法，包括：
根据开关电源的额定电压和目标输出电压，确定目标占空比；
根据所述目标占空比执行所述数字信号的调制方法中的数字信号的调制方法，使用输出的PWM信号控制所述开关电源。
为达到上述目的，本申请的第四方面提供一种开关电源，包括：
开关电路，该开关电路的PWM信号由所述数字信号的调制装置中任意一项所述的装置提供。
为达到上述目的，本申请的第五方面提供一种计算设备，包括：
总线；
通信接口，其与所述总线连接；
至少一个处理器，其与所述总线连接；以及
至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行所述数字信号的调制方法或开关电源控制方法中任意一项所述的方法。
为达到上述目的，本申请的第六方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行所述数字信号的调制方法或开关电源控制方法中任意一项所述的方法。
为达到上述目的，本申请的第七方面提供一种计算机程序产品，其包括有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行所述数字信号的调制方法或开关电源控制方法中任意一项所述的方法。
本申请的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
以下参照附图来进一步说明本申请的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所涉及领域的惯常的且对于本申请非必要的特征，或是额外示出了对于本申请非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本申请。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：
图1示出了现有的数字PWM信号的生成方式示意图；
图2示出了采用抖动模式调制占空比的示意图；
图3示出了脉冲宽度调制和脉冲频率调制的占空比离散度的对比示意图；
图4示出了本申请实施例提供的一种数字信号的调制方法的示意图；
图5示出了本申请实施例的PWM/FPM混合调制的示意图；
图6示出了本申请实施例提供的一种PWM/PFM的混合调制方法的示意图；
图7示出了本申请实施例提供的一种高频小型化的DAB变换器的电路图；
图8示出了本申请实施例提供的DAB变化期功率传输特性的示意图；
图9示出了本申请实施例提供的一种数字信号的调制装置的架构图；
图10示出了本申请实施例提供的一种计算设备的架构图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。
本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
对本申请具体实施方式进行进一步详细说明之前，对本申请实施例中涉及的技术用语进行说明。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
为了准确地对本申请中的技术内容进行叙述，以及为了准确地理解本申请，在对具体实施方式进行说明之前先对本说明书中所使用的术语给出如下的解释说明或定义。
PWM：Pulse width modulation，脉冲宽度调制。
PFM：Pulse frequency modulation，脉冲频率调制。
PWM占空比：指一个脉冲周期内高电平的所占的比例。
PWM分辨率：指PWM的占空比可调的级数。
占空比离散度：指脉冲宽度调制或脉冲频率调制时，输出的相邻两个周期的占空比的变化量，占空比离散度越小，则说明占空比的可调精度越高。
下面，首先对脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)的占空比离散度进行对比分析，以比较两种调制模式下，占空比的可调精度。
首先，设置计数器(Counter)的值为n，比较器(Compare)的值为k，为便于计算，本申请实施例及下述实施例中，对单片机输出的PWM信号的极性进行反转配置，配置计数器的值≤比较器的值时，输出高电平PWM信号，计数器的值＞比较器的值时，输出低电平PWM信号，可得PWM信号的占空比为k/n。
则，脉冲宽度调制下，占空比离散度为：
Figure BDA0002923175410000081
脉冲频率调制包括高电平定长和低电平定长两种调制模式，其中，
高电平定长的脉冲频率调制下，占空比离散度为：
Figure BDA0002923175410000082
或
Figure BDA0002923175410000083
低电平定长的脉冲频率调制下，占空比离散度为：
Figure BDA0002923175410000084
或
Figure BDA0002923175410000085
本申请实施例中，假设将脉冲宽度调制和脉冲频率调制下的占空比离散度进行绘制，如图3所示，通过比较脉冲宽度调制和脉冲频率调制的占空比离散度，可发现在脉冲频率调制下的占空比离散度总是小于脉冲宽度调制下的占空比离散度。并且，根据该图3还可进一步得出，当k＜n/2，即占空比小于0.5时，高电平定长的脉冲频率调制下的占空比离散度更小，即占空比小于0.5时，选用高电平定长的脉冲频率调制可实现更高占空比精度的调制。反之，当k≥n/2，即占空比大于等于0.5时，低电平定长的脉冲频率调制下的占空比离散度更小，即占空比大于等于0.5时，选用低电平定长的脉冲频率调制可实现更高占空比精度的调制。
但是，如果仅采用脉冲频率调制进行调制，会造成脉冲频率在一个较宽范围内抖动，对电路的磁性元件或滤波元件的设计造成一定难度。
基于此，本申请实施例提供了一种数字信号的调制方法，通过结合脉冲宽度调制和脉冲频率调制的优点，首先采用脉冲宽度调制，生成周期性的PWM信号，然后采用脉冲频率调制，对每个周期的PWM信号进行频率调制，既可避免输出的PWM信号的脉冲频率变化较大的问题，还能大幅度提升输出的PWM信号的占空比精度。下面对本申请进行详细介绍。
实施例一
如图4所示，本申请实施例提供的一种数字信号的调制方法中，该方法包括：
S401：根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值；
S402：根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值；
S403：根据所述比较器的调制值和计数器的初始值，生成周期性的PWM信号；
S404：根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
本方法中，目标占空比为达到工作输出目标的最精确占空比，例如在开关电源中，可根据开关电源所需输出的工作电压和额定电压，确定精确输出该工作电压所需的目标占空比。其中，根据该目标占空比和数字PWM发生器的计数器的初始值，可分别计算得出需要达到该目标占空比的比较器的调制值和修正值。其中比较器的调制值指的是比较器所需设定的值，修正值指的是，对PWM信号进行脉冲频率调制时，需要进行加、减调制所需的值，本申请中，基于数字PWM发生器的工作原理，该比较器的调制值和修正值为满足调制精度前提下，可调制的整数值。该计算具体包括：
根据目标占空比和计数器的初始值，计算得到一个精确的比较器的值，为便于后文的描述，本实施例中将该精确的比较器的值定义为比较器的精确值，该比较器的精确值若为具有小数位的数值时，需要对比较器的精确值进行取整得到用于脉冲宽度调制的所述比较器的调制值；
对于所述取整后的比较器的调制值，其和计数器的初始值的比值与目标占空比必定存在一定偏差，该偏差值小于一次脉冲宽度调制所产生的占空比离散度，此时可根据比较器的精确值、比较器的调制值和计数器的初始值执行进一步的计算，得到用于脉冲频率调制的修正值。其中，该修正值的计算过程需要参考PWM信号的占空比的大小，基于得到一个最大修正值的原则执行该计算过程。具体的，所述PWM信号的占空比小于0.5时，即比较器的调制值小于计数器的初始值的一半，此时将该比较器的调制值作为分母进行计算，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、比较器的调制值和计数器的初始值，计算得到第一精度值，该第一精度值若为具有小数位的数值时，需要对该第一精度值进行取整得到用于脉冲频率调制的第一修正值；所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，即比较器的调制值大于等于计数器的初始值的一半，此时将该计数器的初始值与比较器的调制值的差值作为分母进行计算，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、比较器的调制值与计数器的初始值的差值和计数器的初始值，计算得到第二精度值，该第二精度值若为具有小数位的数值时，需要对该第二精度值进行取整得到用于脉冲频率调制的第二修正值。
上述取整过程中，可采用四舍五入的方式分别取所述比较器的精确值、第一精度值和第二精度值最接近的整数值，从而实现更为精确的脉冲宽度调制和脉冲频率调制。
基于计算得到的比较器的调制值和第一、第二修正值，可进行脉冲宽度调制和脉冲频率调制。具体的，
首先进行脉冲宽度调制，根据该比较器的调制值和计数器的初始值对数字PWM发生器进行设置，生成周期性的PWM信号，基于上文介绍的，本申请实施例对输出的PWM信号的极性进行反转配置，则每个周期的PWM信号的占空比均为比较器的调制值与计数器的初始值的比值。
下面介绍对每个周期的PWM信号的脉冲频率调制过程，根据图3可知，当k＜n/2，即占空比小于0.5时，高电平定长的脉冲频率调制下的占空比离散度更小。反之，当k≥n/2，即占空比大于等于0.5时，低电平定长的脉冲频率调制下的占空比离散度更小。因此，根据PWM信号的占空比，对周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行如下脉冲频率调制：
所述PWM信号的占空比小于0.5时，根据所述第一修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行加法调制或减法调制，使调制后的PWM信号的占空比更加接近所述目标占空比；
所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，根据所述第二修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行加法调制或减法调制。
其中，根据对比较器的精确值向下取整或向上取整，决定执行减法调制或加法调制，具体的，
当对所述比较器的精确值向下取整时，若所述PWM信号的占空比小于0.5，则根据所述第一修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行一次或多次减法调制，即将计数器的初始值减去第一修正值以得到最终的计数器的值；若所述PWM信号的占空比大于等于0.5，则根据所述第二修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行一次或多次加法调制，即将比较器的调制值和计数器的初始值分别加上第二修正值，以得到最终的比较器的值和计数器的值。
当对所述比较器的精确值向上取整时，若所述PWM信号的占空比小于0.5，则根据所述第一修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行一次或多次加法调制，即将计数器的初始值加上第一修正值以得到最终的计数器的值；若所述PWM信号的占空比大于等于0.5，则根据所述第二修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行一次或多次减法调制，即将比较器的调制值和计数器的初始值分别减去第二修正值，以得到最终的比较器的值和计数器的值。
本申请实施例中，上述进行脉冲频率调制的次数由脉冲频率调制的最大精度决定，例如当脉冲频率调制的最大精度值小于所述第一修正值或第二修正值，此时仅进行一次调制无法达到该第一修正值或第二修正值，则需要进行多次调制。
如图5所示，本申请实施例通过采用在脉冲宽度调制中插入脉冲频率调制的方式，首先采用脉冲宽度调制生成周期性的PWM信号，然后对周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行进一步的脉冲频率调制，并在对单个周期的PWM信号的脉冲频率调制结束后，恢复比较器的调制值和计数器的初始值，使下一个周期的PWM信号的初始占空比仍然为脉冲宽度调制生成的PWM信号的占空比。下面对本申请实施例调制方法的精度进行如下公式解释，设脉冲宽度调制生成的PWM信号的占空比为k/n，k为比较器的调制值，n为计数器的初始值，设上述计算得到的第一修正值为a，第二修正值为b，则进行脉冲频率调制后，调制前和调制后的占空比差值小于脉冲宽度调制的占空比离散度，如下：
Figure BDA0002923175410000101
或
Figure BDA0002923175410000111
或
Figure BDA0002923175410000112
或
Figure BDA0002923175410000113
因此，可说明本申请实施例通过对每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制，相较于仅进行脉冲宽度调制，可进一步提高每个周期的PWM信号的占空比精度，无需增加硬件成本的前提下，最大程度的提供单个周期的PWM信号的占空比分辨率。
实施例二
如图6所示，本申请实施例提供的一种PWM/PFM的混合调制方法中，通过PI调节器(Proportional Integral Controller)设定需要的目标占空比d，根据该目标占空比d和计数器的初始值n，即可得到该目标占空比对应的比较器的精确值K＝d*n。通过将该比较器的精确值K进行向下取整，可得到整数部分k和小数部分Δk，floor函数为向下取整函数，
k＝floor(K)；
Δk＝K-k。
传统的脉冲宽度调制中，根据取整得到的整数部分k以及计数器的初始值n，即可实现脉冲宽度调制，输出占空比为k/n的PWM信号，该脉冲宽度调制输出的PWM信号的占空比精度太低，与PI调节器中设定的目标占空比的差值较大。
因此，本申请实施例采用PWM/PFM的混合调制方法，首先采用与传统脉冲宽度调制相同的方式，根据整数部分k和计数器的初始值n，调制生成每个周期的PWM信号，该PWM信号的占空比为k/n，与传统脉冲宽度调制不同的是，本申请实施例，还需要对每个周期的PWM信号进行进一步的脉冲频率调制。
其中，根据PWM信号的占空比是否大于等于0.5，即k是否大于等于n/2，选择不同的修正值的计算方式及对应的脉冲频率调制，具体的，
当k＜n/2时，选择高电平定长的PFM的调制方式，此时根据取整得到整数部分k和小数部分Δk，以及计时器初始值n，计算修正值a，
a＝floor(Δk*n/k)；
利用该修正值a，进行高电平定长的脉冲频率调制，对每个周期的PWM信号进行调制，调制后输出的占空比为k/(n-a)。
当k≥n/2时，选择低电平不变的脉冲频率调制，此时根据取整得到整数部分k和小数部分Δk，以及计时器初始值n，计算修正值b，
b＝floor(Δk*n/n-k)；
利用该修正值b，进行高电平定长的脉冲频率调制，对每个周期的PWM信号进行调制，调制后输出的占空比为(k+b)/(n+b)。
经过所述脉冲频率调制后输出的占空比k/(n-a)或(k+b)/(n+b)，相较于根据取整的比较器的调制值k和计数器的初始值n所生成的PWM信号的占空比k/n，精度更高。
本申请的一些实施例中，取整算法不局限于向下取整函数，还可以采用四舍五入的取整方式，根据计算得出的精确值进行向上取整或向下取整，以取整得到最接近该精确值的整数值，从而进一步提高调制后的占空比精度。
实施例三
下面基于图6所述的混合调制方法，结合一具体应用场景进行详细介绍。
如图7所示为本申请实施例提供的一种高频小型化的DAB变换器的电路图，该DAB(双有源全桥)变换器采用碳化硅(SiC)开关管来设计，具体包括：由电感L1和电容C1、C2组成的原边滤波电路、SiC开关管S1-S4组成的高频变压器原边全桥电路、高频电感L、高频变压器电路、SiC开关管Q1-Q4组成的高频变压器副边全桥电路、电感L2和电容C3、C4组成的副边滤波电路。该DAB变换器的开关频率设定为100KHz。
该DAB变换器可以采用单移相(Single phase shift，SPS)控制的方式，如图8所示，在该SPS控制方式下，由于DAB变换器的特殊功率传输方程，导致其移相角不能超过90°，并且，为保留30％的裕量，通常设置其额定工作时的移相角不超过45°。
本申请实施例中，采用数字芯片作为PWM发生器，生成PWM信号对该DAB变换器进行控制，该数字芯片可以为STM32G4系列的芯片。该数字芯片生成的PWM信号的时钟频率为170MHz，基于该DAB变换器额定工作时的移相角不超过45°，可得到，该DAB变换器额定工作时，该数字芯片的周期寄存器(计数器)的值设定为n＝170MHz/100KHz＝1700，移相寄存器(比较器)的值设定为k＝1700*(45°/360°)≈213。其中，该移相寄存器的取值k决定了该数字芯片生成的PWM信号的占空比k/n的大小，即决定了DAB变换器的功率传输的大小，为实现更高精度的功率传输，需要对该PWM信号的占空比k/n进行调制，以提高该PWM信号的占空比精度。
本申请实施例采用PWM/PFM混合调制的方法，对DAB在各个工作状态所需的移相占空比进行计算，确定最接近该移相占空比的k和n的取值，通过先脉冲宽度调制生成PWM信号，再利用脉冲频率调制对每个周期的PWM信号进行调制，以输出更高移相精度的PWM信号。具体的，
当DAB变换器处于全载的额定工作状态时，根据DAB变换器的特殊功率传输方程，输出给该DAB变换器的移相角为45°，对应的，则输出给该DAB变换器的移相占空比为d＝45°/360°＝0.125。根据本方法可得，该移相占空比对应的比较器的精确值为K＝1700*0.125＝212.5，采用向下取整函数对该比较器的精确值取整可得，
k＝floor(K)＝212，
Δk＝K-k＝0.5，
基于取整得到的比较器的调制值k和移相寄存器(比较器)的值n，进行脉冲宽度调制，生成的PWM信号的占空比为212/1700≈0.1247，移相角为0.1247*360°＝44.892°，与移相角45°的偏差为0.11°，相对偏差百分比为0.24％。因此，通过本方法，可对该脉冲宽度调制生成的每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
由于该占空比d＜0.5，此时根据本申请选用高电平不变的脉冲频率调制，则根据取整得到整数部分k和小数部分Δk，以及移相寄存器(比较器)的值n，计算修正值a，
a＝floor(Δk*n/k)＝floor(0.5*1700/212)＝4，
由于对比较器的精确值采用向下取整的方式，此时根据该修正值a对脉冲宽度调制生成的PWM信号进行减法调制，可得到调制后的移相占空比为，
k/n-a＝212/(1700-4)＝0.125，
可得出，经过脉冲频率调制后的移相占空比与DAB变换器处于额定工作状态所需的移相占空比的偏差为0，移相角偏差为0°。可得出，进行脉冲频率调制后的单个周期的PWM信号的占空比精度明显高于未进行脉冲频率调制前的占空比精度。此时该DAB变换器的开关频率(PWM信号的频率)为100KHz*1700/1696≈100.24KHz。
当DAB变换器处于轻载的工作状态时，输出给该DAB变换器的移相角为4.5°，对应的，则输出给该DAB变换器的移相占空比为d＝4.5°/360°＝0.0125。根据本方法可得，该移相占空比对应的比较器的精确值为K＝1700*0.0125＝21.25，采用向下取整函数对该比较器的精确值取整可得，
k＝floor(K)＝21，
Δk＝K-k＝0.25，
基于取整得到的比较器的调制值k和移相寄存器(比较器)的值n，进行脉冲宽度调制，生成的PWM信号的占空比为21/1700≈0.01235，移相角为0.01235*360°＝4.446°，与移相角4.5°的偏差为0.054°，相对偏差百分比为1.11％。因此，通过本方法，可对该脉冲宽度调制生成的每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
由于该占空比d＜0.5，此时根据本申请选用高电平不变的脉冲频率调制，则根据取整得到整数部分k和小数部分Δk，以及移相寄存器(比较器)的值n，计算修正值a，
a＝floor(Δk*n/k)＝floor(0.25*1700/21)＝20，
由于对比较器的精确值采用向下取整的方式，此时根据该修正值a对脉冲宽度调制生成的PWM信号进行减法调制，可得到调制后的移相占空比为，
k/n-a＝21/(1700-20)＝0.0125，
可得出，经过脉冲频率调制后的移相占空比与DAB变换器处于额定工作状态所需的移相占空比的偏差为0，移相角偏差为0°。此时该DAB变换器的开关频率(PWM信号的频率)为100KHz*1700/1680≈100.19KHz。
综上所述，本申请实施例提供的PWM/PFM混合调制方法所调制输出的PWM信号的占空比精度明显高于传统的只使用脉冲宽度调制所输出的PWM信号的占空比精度，移相角的相对偏差也更小，同时脉冲频率调制所造成的PWM信号的频率波动范围较小，不会增加滤波电路的设计难度，对DAB变换器的工作无显著影响。本申请在无需增加任何硬件成本的前提下，可以提高单个周期的PWM信号的占空比精度，可极大提高PWM信号的占空比的分辨率。
实施例四
如图9所示为本申请实施例提供的一种数字信号的调制装置的架构图，该数字信号的调制装置900包括：
计算单元901，用于根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值；根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值；
脉冲宽度调制单元902，用于根据所述比较器的调制值和所述计数器的初始值生成周期性的PWM信号；
脉冲频率调制单元903，用于根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
本申请实施例中，该数字信号的调制装置900可应用到任何数字控制并使用占空比或移相角来控制输出功率的高频电力电子变换器或开关电源中，包括但不限于Buck/Boost(升压和降压)电路、移相全桥电路、正激电路、反激电路、逆变电路等等。
其中，计算单元901所使用的目标占空比为达到工作输出目标的最精确占空比，例如在开关电源中，可根据开关电源所需输出的工作电压和额定电压，确定精确输出该工作电压所需的目标占空比。其中，根据该目标占空比和数字PWM发生器的计数器的初始值，可分别计算得出需要达到该目标占空比的比较器的调制值和修正值。其中比较器的调制值指的是比较器所需设定的值，修正值指的是，对PWM信号进行脉冲频率调制时，需要进行加、减调制所需的值，本申请中，基于数字PWM发生器的工作原理，该比较器的调制值和修正值需要为满足调制精度前提下，可达到的整数值。该计算具体包括：
根据目标占空比和计数器的初始值，计算得到一个精确的比较器的值，为便于后文的区分，本实施例中将该精确的比较器的值定义为比较器的精确值，该比较器的精确值若为具有小数位的数值时，需要对比较器的精确值进行取整得到用于脉冲宽度调制的所述比较器的调制值；
对于所述取整后的比较器的调制值，其和计数器的初始值的比值与目标占空比仍然存在一定偏差，此时可根据比较器的精确值、比较器的调制值和计数器的初始值执行进一步的计算，得到用于脉冲频率调制的修正值。其中，该修正值的计算过程需要参考PWM信号的占空比的大小，基于得到一个最大修正值的原则执行该计算过程。具体的，所述PWM信号的占空比小于0.5时，即比较器的调制值小于计数器的初始值的一半，此时将该比较器的调制值作为分母进行计算，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、比较器的调制值和计数器的初始值，计算得到第一精度值，该第一精度值若为具有小数位的数值时，需要对该第一精度值进行取整得到用于脉冲频率调制的第一修正值；所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，即比较器的调制值大于等于计数器的初始值的一半，此时将该计数器的初始值与比较器的调制值的差值作为分母进行计算，根据所述比较器的调制值与比较器的精确值的差值、比较器的调制值与计数器的初始值的差值和计数器的初始值，计算得到第二精度值，该第二精度值若为具有小数位的数值时，需要对该第二精度值进行取整得到用于脉冲频率调制的第二修正值。
上述取整过程中，可采用四舍五入的方式分别取所述比较器的精确值、第一精度值和第二精度值最接近的整数值，从而实现更为精确的脉冲宽度调制和脉冲频率调制。
基于计算得到的比较器的调制值和第一、第二修正值，可进行脉冲宽度调制和脉冲频率调制。具体的，
首先进行脉冲宽度调制，根据该比较器的调制值和计数器的初始值对数字PWM发生器进行设置，生成周期性的PWM信号，基于上文介绍的，本申请实施例对输出的PWM信号的极性进行反转配置，则每个周期的PWM信号的占空比均为比较器的调制值与计数器的初始值的比值。
下面介绍对每个周期的PWM信号的脉冲频率调制过程，根据图3可知，当k＜n/2，即占空比小于0.5时，高电平定长的脉冲频率调制下的占空比离散度更小。反之，当k≥n/2，即占空比大于等于0.5时，低电平定长的脉冲频率调制下的占空比离散度更小。因此，根据PWM信号的占空比，对周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行如下脉冲频率调制：
所述PWM信号的占空比小于0.5时，根据所述第一修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行加法调制或减法调制，使调制后的PWM信号的占空比更加接近所述目标占空比；
所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，根据所述第二修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行加法调制或减法调制。
其中，根据对比较器的精确值向下取整或向上取整，决定执行减法调制或加法调制，具体的，
当对所述比较器的精确值向下取整时，若所述PWM信号的占空比小于0.5，则根据所述第一修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行减法调制，即将计数器的初始值减去第一修正值以得到最终的计数器的值；若所述PWM信号的占空比大于等于0.5，则根据所述第二修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行加法调制，即将比较器的调制值和计数器的初始值分别加上第二修正值，以得到最终的比较器的值和计数器的值。
当对所述比较器的精确值向上取整时，若所述PWM信号的占空比小于0.5，则根据所述第一修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行加法调制，即将计数器的初始值加上第一修正值以得到最终的计数器的值；若所述PWM信号的占空比大于等于0.5，则根据所述第二修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行减法调制，即将比较器的调制值和计数器的初始值分别减去第二修正值，以得到最终的比较器的值和计数器的值。
图10是本申请实施例提供的一种计算设备1000的结构性示意性图。该计算设备1000包括：处理器1010、存储器1020、通信接口1030、总线1040。
应理解，图10所示的计算设备1000中的通信接口1030可以用于与其他设备之间进行通信。
其中，该处理器1010可以与存储器1020连接。该存储器1020可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器1020可以是处理器1010内部的存储模块，也可以是与处理器1010独立的外部存储模块，还可以是包括处理器1010内部的存储模块和与处理器1010独立的外部存储模块的部件。
其中，计算设备1000还可以包括总线1040。其中，存储器1020、通信接口1030可以通过总线1040与处理器1010连接。总线1040可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。所述总线1040可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
应理解，在本申请实施例中，该处理器1010可以采用中央处理模块(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器1010采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。
该存储器1020可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器1010提供指令和数据。处理器1010的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器1010还可以存储设备类型的信息。
在计算设备1000运行时，所述处理器1010执行所述存储器1020中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。
应理解，根据本申请实施例的计算设备1000可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备1000中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。
本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中连接了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。

Claims (23)

1.一种数字信号的调制方法，其特征在于，包括：
根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值；
根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值；
根据所述比较器的调制值和计数器的初始值，生成周期性的脉冲宽度调制PWM信号；
根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值包括：
根据所述目标占空比和所述计数器的初始值，计算得到比较器的精确值，对所述比较器的精确值取整得到所述比较器的调制值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值包括：
所述PWM信号的占空比小于0.5时，根据所述比较器的调制值与所述比较器的精确值的差值、所述比较器的调制值和所述计数器的初始值，计算得到第一精度值，对所述第一精度值取整得到第一修正值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行调制。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
对所述比较器的精确值向下取整时，根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行减法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，根据所述第一修正值对所述每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行加法调制。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，根据所述比较器的调制值与所述比较器的精确值的差值、所述比较器的调制值与所述计数器的初始值的差值和所述计数器的初始值，计算得到第二精度值，对所述第二精度值取整得到第二修正值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行调制。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
对所述比较器的精确值向下取整时，根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行加法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行减法调制。
9.根据权利要求5或8所述的方法，其特征在于，所述取整包括：
取最接近的整数值的方式进行所述取整。
10.一种数字信号的调制装置，其特征在于，包括：
计算单元，用于根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值；根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值；
脉冲宽度调制单元，用于根据所述比较器的调制值和所述计数器的初始值，生成周期性的PWM信号；
脉冲频率调制单元，用于根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述根据目标占空比和计数器的初始值，获取比较器的调制值包括：
根据所述目标占空比和所述计数器的初始值，计算得到比较器的精确值，对所述比较器的精确值取整得到所述比较器的调制值。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述根据所述目标占空比、所述计数器的初始值和所述比较器的调制值，获取修正值包括：
所述PWM信号的占空比小于0.5时，根据所述比较器的调制值与所述比较器的精确值的差值、所述比较器的调制值和所述计数器的初始值，计算得到第一精度值，对所述第一精度值取整得到第一修正值。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行调制。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，
对所述比较器的精确值向下取整时，根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行减法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，根据所述第一修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值进行加法调制。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：
所述PWM信号的占空比大于等于0.5时，根据所述比较器的调制值与所述比较器的精确值的差值、所述比较器的调制值与所述计数器的初始值的差值和所述计数器的初始值，计算得到第二精度值，对所述第二精度值取整得到第二修正值。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，根据所述修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号进行脉冲频率调制包括：
根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和比较器的调制值进行调制。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，
对所述比较器的精确值向下取整时，则根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行加法调制；
对所述比较器的精确值向上取整时，则根据所述第二修正值对所述周期性的PWM信号中每个周期的PWM信号的所述计数器的初始值和所述比较器的调制值进行减法调制。
18.根据权利要求14或17所述的装置，其特征在于，所述取整包括：
取最接近的整数值的方式进行所述取整。
19.一种开关电源控制方法，其特征在于，包括：
根据开关电源的额定电压和目标输出电压，确定目标占空比；
根据所述目标占空比执行权利要求1至9中任意一项所述的数字信号的调制方法，使用输出的PWM信号控制所述开关电源。
20.一种开关电源，其特征在于，包括：
开关电路，该开关电路的PWM信号由权利要求10至18任意一项所述的装置提供。
21.一种计算设备，其特征在于，包括：
总线；
通信接口，其与所述总线连接；
至少一个处理器，其与所述总线连接；以及
至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行权利要求1至9或权利要求19中任意一项所述的方法。
22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求1至9或权利要求19中任意一项所述的方法。
23.一种计算机程序产品，其特征在于，其包括有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求1至9或权利要求19中任意一项所述的方法。
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